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傳感器技術(shù)與應(yīng)用試題及答案（二）
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傳感器技術(shù)與應(yīng)用試題及答案(二)
題 號(hào)一、選擇題(本大題共20小題，每小題2分，共40分)
1、以下不屬于我國(guó)電工儀表中常用的模擬儀表精度等級(jí)的是( )
A 0.1 B 0.2 C 5 D 2
2、( )又可分為累進(jìn)性的、周期性的和按復(fù)雜規(guī)律變化的幾種類型。
A 系統(tǒng)誤差 B 變值系統(tǒng)誤差
C 恒值系統(tǒng)誤差 D 隨機(jī)誤差
3、改變電感傳感器的引線電纜后，( )
A不必對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定
B 必須對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零
C 必須對(duì)整個(gè)儀器重新標(biāo)定
D不必對(duì)整個(gè)儀器重新調(diào)零
4、在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，則電路中( )。
A、電容和電感均為變量 B、電容是變量，電感保持不變
C、電感是變量，電容保持不變 D、電容和電感均保持不變
5、在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入( )，可測(cè)得最大的容量。
A、塑料薄膜 B、干的紙 C、濕的紙 D、玻璃薄片
6、熱電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了( ) 。
A、提高測(cè)量靈敏度 B、減小非線性誤差
C、提高電磁兼容性 D、減小引線電阻的影響
7、當(dāng)石英晶體受壓時(shí)，電荷產(chǎn)生在( ) 。
A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上
8、汽車衡所用的測(cè)力彈性敏感元件是( )。
A、懸臂梁 B、彈簧管 C、實(shí)心軸 D、圓環(huán)
9、在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是( )。
A、補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢(shì)的損失 B、起冷端溫度補(bǔ)償作用
C、將熱電偶冷端延長(zhǎng)到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方 D、提高靈敏度
10、在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來檢測(cè)工件尺寸，該加工檢測(cè)裝置是采了( )測(cè)量方法。
A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零點(diǎn)式
11、測(cè)得某檢測(cè)儀表的輸入信號(hào)中,有用信號(hào)為20毫伏,干擾電壓也為20毫伏, 則此時(shí)的信噪比為( )。
A、20dB B、1 dB C、0 dB D、50dB
12、發(fā)現(xiàn)某檢測(cè)儀表機(jī)箱有麻電感,必須采取( )措施。
A、接地保護(hù)環(huán) B、將機(jī)箱接大地
C、抗電磁干擾 D、抗紅外輻射
13、將超聲波(機(jī)械振動(dòng)波)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的( )。
A、應(yīng)變效應(yīng) B、電渦流效應(yīng) C、壓電效應(yīng) D、逆壓電效應(yīng)
14、應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的( )應(yīng)變片的之間的電阻值。
(1)覆蓋片與被測(cè)試件 (2)引線與被測(cè)試件
(3)基片與被測(cè)試件 (4)敏感柵與被測(cè)試件
A (1)(2) B (1) (2) (3) C (1) (4) D (1) (2)(3)(4)
15、在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為( )
A磁電效應(yīng) B聲光效應(yīng) C光生伏特效應(yīng) D光電導(dǎo)效應(yīng)
16、碼盤式傳感器是建立在編碼器的基礎(chǔ)上的，它能夠?qū)⒔嵌绒D(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，是一種數(shù)字式的傳感器。碼盤按結(jié)構(gòu)可以分為接觸式、光電式和( )三種。
A變電式 B磁電式 C電磁式 D感應(yīng)同步器
17、利用測(cè)量?jī)x表指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移來決定被測(cè)量的方法稱為( )
A 零位式測(cè)量 B 微差式測(cè)量
C 偏差式測(cè)量 D 直接測(cè)量
18、( )的數(shù)值越大,熱電偶的輸出熱電勢(shì)就越大。
A、熱端直徑 B、熱端和冷端的溫度
C、熱端和冷端的溫差 D、熱電極的電導(dǎo)率
19、測(cè)量誤差中包括的誤差有( )
(1)系統(tǒng)誤差 (2)隨機(jī)誤差 (3)粗大誤差 (4)動(dòng)態(tài)誤差
A (1)(2) B (1)(3) C (2)(4) D (3)(4)
20、時(shí)域階躍響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法是研究傳感器的( )的方法。
A 動(dòng)態(tài)特性 B 靜態(tài)特性 C 靈敏性 D 遲滯性
二、填空題 (本大題共10空，每空1分，共10分)
21、光敏電阻構(gòu)造及特點(diǎn)：是用半導(dǎo)體材料制成的，硫化鎘就是一種_______.其特點(diǎn)是電阻率隨光照強(qiáng)度的增大而_______，原因是：無光照射，載流子_______，導(dǎo)電性_______.作用：光敏電阻能夠把_______轉(zhuǎn)化為_______.
22、熱敏電阻：半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力隨溫度升高而_______，電阻率隨溫度升高而_______，用_______做成的傳感器稱為熱敏電阻，熱敏電阻也可以用_______制成.
三、分析題(本大題共1小題，每小題10分，共10分)
23、如圖所示，Rt是Pt100鉑電阻，分析下圖所示熱電阻測(cè)量溫度電路的工作原理，以及三線制測(cè)量電路的溫度補(bǔ)償作用。
四、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每小題5分，共25分)
24、以石英晶體為例簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。(6分)
25、霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)?霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么?
26、非電量電測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
27、人們說，SMART傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)，為什么?
28、什么是系統(tǒng)誤差?系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么?如何減小系統(tǒng)誤差?
五、論述題(本大題共1題，每小題15分，共15分)
29、介紹傳感器的作用、應(yīng)用與地位及傳感器的發(fā)展方向。
《傳感器應(yīng)用及技術(shù)》試卷答案B
一、選擇題(本大題共20小題，每小題2分，共40分)
1、A 2、B 3、C 4、B 5、D
6、D 7、B 8、C 9、C 10、C
11、C 12、B 13、C 14、C 15、D
16、C 17、C 18、C 19、A 20、A
二、填空題 (本大題共5空，每空2分，共10分)
21、半導(dǎo)體材料，減少，極少，不好，增多，變好 光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量，電阻這個(gè)電學(xué)量
22、增強(qiáng)，明顯減小，半導(dǎo)體材料，金屬氧化物，較高
三、證明題(本大題共1小題，每小題10分，共10分)
23、答：該熱電阻測(cè)量溫度電路由熱敏電阻、測(cè)量電阻和顯示電表組成。
圖中G為指示電表，R1、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過電阻分別為r2、r3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要它們的Rg分別接在指示電表和電源的回路中，其電阻變化也不會(huì)影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋在零位調(diào)整時(shí)，應(yīng)使R4=Ra+Rt0為電阻在參考溫度(如0C)時(shí)的電阻值。三線連接法的缺點(diǎn)之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻相連，可能導(dǎo)致電橋的零點(diǎn)不穩(wěn)。
四、簡(jiǎn)答題(本大題共6小題，每小題4分，共24分)
24、答： 石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài);而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)石英晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。
石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。
25、答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。
霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。
溫度補(bǔ)償方法：
a 分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。
b 電橋補(bǔ)償法
26、答：1、能夠連續(xù)、自動(dòng)地對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量記錄。
2、電子裝置精度高、頻率響應(yīng)好，不僅適用于靜態(tài)測(cè)量，選用適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱陀涗浹b置還可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量甚至瞬態(tài)測(cè)量。
3、電信號(hào)可以遠(yuǎn)距離傳輸，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量和集中控制。
4、電子測(cè)量裝置能方便地改變量程，因此測(cè)量范圍廣。
5、可以方便地與計(jì)算機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)運(yùn)算、分析和處理。
27、答：從SMART傳感器的功能和優(yōu)點(diǎn)兩方面來看
�、俟δ�
自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差響應(yīng)時(shí)間等的補(bǔ)償
自診斷功能：如在接通電源時(shí)自檢
微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作系統(tǒng)
信息存儲(chǔ)和記憶功能
數(shù)字量輸出和顯示
�、趦�(yōu)點(diǎn)：
精度高，可通過軟件來修正非線性，補(bǔ)償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補(bǔ)償隨機(jī)誤差，從而使精度大為提高
有一定的可編程自動(dòng)化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)調(diào)零、自檢等
功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板數(shù)字控制數(shù)或CRT顯示，并配打印機(jī)保存資料
功能價(jià)格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比一功能普通的傳感器性能價(jià)格比大
可見，SMART傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)。
28、當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。
系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的`原因有：
�、俟ぞ哒`差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。
�、诜椒ㄕ`差：指由于對(duì)測(cè)量方法研究不夠而引起的誤差。
�、鄱x誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而形成的誤差。
�、芾碚撜`差：是由于測(cè)量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。
�、莪h(huán)境誤差：是由于測(cè)量?jī)x表工作的環(huán)境(溫度、氣壓、濕度等)不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差。
�、薨惭b誤差：是由于測(cè)量?jī)x表的安裝或放置不正確所引起的誤差。
�、藗�(gè)人誤差：是指由于測(cè)量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。
減小系統(tǒng)誤差的方法：
�、僖敫捣ǎ喝敉ㄟ^對(duì)測(cè)量?jī)x表的校準(zhǔn)，知道了儀表的更正值，則將測(cè)量結(jié)果的指示值加上更正值，就可得到被測(cè)量的實(shí)際值。
②替換法：是用可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)量具代替被測(cè)量接入測(cè)量?jī)x表，然后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量具，使測(cè)量?jī)x表的指針與被測(cè)量接入時(shí)相同，則此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)量具的數(shù)值即等于被測(cè)量。
�、鄄钪捣ǎ菏菍�(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量相減，然后測(cè)量二者的差值。
④正負(fù)誤差相消法：是當(dāng)測(cè)量?jī)x表內(nèi)部存在著固定方向的誤差因素時(shí)，可以改變被測(cè)量的極性，作兩次測(cè)量，然后取二者的平均值，以消除固定方向的誤差因素。
�、葸x擇最佳測(cè)量方案：是指總誤差為最小的測(cè)量方案，而多數(shù)情況下是指選擇合適的函數(shù)形式及在函數(shù)形式確定之后，選擇合適的測(cè)量點(diǎn)。
五、論述題(本大題共2題，每小題8分，共16分)
29、介紹傳感器的作用、應(yīng)用與地位及傳感器的發(fā)展方向。
論述傳感器在電冰箱中的應(yīng)用。
傳感器的作用可包括信息收集、信息數(shù)據(jù)的交換及控制信息采集。
傳感器應(yīng)用方向工業(yè)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中、汽車中、家用電器中、人體醫(yī)學(xué)、機(jī)器人、人體醫(yī)學(xué)、航空航天技術(shù)及遙感技術(shù)。
傳感器的發(fā)展方向不斷擴(kuò)大的測(cè)量范圍、提高測(cè)量精度及可靠性、開發(fā)新領(lǐng)域與新技術(shù)、微型化與智能化。
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